間歇溶液聚合攪拌反應(yīng)器的工藝原理
瀏覽次數(shù)：1959更新日期：2024-04-08
間歇溶液聚合反應(yīng)器設(shè)計的難易程度取決于聚合反應(yīng)后期的體系粘度高低，聚合過程中如果體系粘度變化不大，攪拌器設(shè)計比較簡單。但大多數(shù)間歇溶液聚合反應(yīng)開始時單體粘度很低，隨聚合進行，粘度急速增高，而一般的攪拌器很難適應(yīng)粘度大范圍的變化，某些半連續(xù)聚合工藝在反應(yīng)過程中不斷滴加單體導致液面變化也很大，若采用多層葉輪，能量輸入有突變，且液面物料飛濺。此外，一些反應(yīng)到后期產(chǎn)生粘釜物，傳熱系數(shù)大幅度下降。
對針對此類聚合，原正已積累了豐富的設(shè)計與制造經(jīng)驗，可根據(jù)不同工藝采取有效措施：
(1) 開發(fā)了寬粘度域攪拌器—SP304大葉片槳，能適合物料粘度大幅度變化的工藝，聚合初期低粘狀態(tài)時為軸流槳，粘度增加時，流型逐漸趨向徑流，利于提高內(nèi)置換熱元件與夾套的傳熱系數(shù)。
(2) 采用共軸攪拌技術(shù)，可適應(yīng)更寬的粘度域。內(nèi)層為高速多層渦輪槳，適合聚合初期，當粘度增加時，啟動外層低速框式攪拌器，適合高粘度體系的混合，框式攪拌器上還可以安裝各種刮板以清除粘釜物，強化傳熱，刮板結(jié)構(gòu)需根據(jù)物性及粘釜程度專門選型設(shè)計。
(3) 采用螺桿攪拌器，在導流筒的配合下，從0.5~100000mPa.s的粘度范圍都能保持較高的循環(huán)能力與混合效率，有效地消除了攪拌反應(yīng)器內(nèi)上下濃度和溫度的不均勻性，導流筒的壁還可以設(shè)計成空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)通冷卻介質(zhì)，雙面?zhèn)鳠峋哂休^高的傳熱效率。由于螺桿導流筒具有循環(huán)能力強、適應(yīng)粘度范圍大、傳熱效率高等三個特點，使其成為間歇溶液聚合的典型攪拌器，成功的應(yīng)用包括用于生產(chǎn)碳纖維的丙烯腈溶液聚合、DMC開環(huán)聚合生產(chǎn)硅橡膠等。
(4) 部分攪拌器可設(shè)計成空心結(jié)構(gòu)，攪拌器的與攪拌軸都是中空的，冷卻介質(zhì)在空心通道內(nèi)流動，由于攪拌器處于運動狀態(tài)，其傳熱系數(shù)比內(nèi)置盤管大5倍。空心攪拌器也可用于固含量較高的於漿加熱或冷卻過程，在難以設(shè)置擋板和盤管的搪玻璃設(shè)備內(nèi)也較為適用。
(5) 攪拌器及容器內(nèi)壁鏡面拋光，可減少粘釜物的生成。
(6) 沒有粘釜物產(chǎn)生時，選用近壁型攪拌器可提高傳熱系數(shù)；
(7) 對于大型聚合反應(yīng)器，僅靠夾套傳熱面不夠時，用各種內(nèi)構(gòu)件增加傳熱面，或用外循環(huán)換熱補充傳熱面，或用低沸點溶劑或單體蒸發(fā)撤熱。
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